Спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок

Спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок - диметилнітрозоаміну (ДМН А) в біомасі, який включає приготування гомогенізованої проби контрольованого матеріалу, виділення з проби нітрит-іонів, визначення питомої концентрації нітрит-іонів, визначення радіаційного забруднення матеріалу, виконання математичної обробки ре де А - питома активність контрольованого матеріалу, Бк/кг; Винахід відноситься до аналітичної хімії й може бути використаний для контролю нітрит-іонів і нітрозосполук у біомасі. Відомий спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок [Патент США №3996002, МПК G01N21/52, 1987], що включає виготовлення проби, виділення із проби азотовмісних сполук, що знаходяться в ній, виділення з отриманих азотовмісних сполук на хроматографічній колонці диметилнітрозоаміну (ДМН А), піроліз ДМНА й визначення його концентрації за вмістом окису азоту в продуктах піролізу. Даний спосіб дозволяє з достатньою точністю визначити концентрацію ДМНА в пробі. Недоліком зазначеного способу є висока трудомісткість виділення ДМНА й тривалість самого процесу виділення до 48 годин. Відомий спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок [Патент Республіки Білорусь №684, МПК G01N21/78, 33/48, 1995], що включає приго тування гомогенізованої проби, відділення частини азотовмісних сполук, вимір і розрахунок дози опромінення, отриманої пробою, відділення нітриті нітрат-іонів на мембранах, визначення концентрації нітрит-іонів, розрахунок концентрації ДМНА, що міститься у пробі, за дозою та концентрацією нітрит-іонів. Даний спосіб дозволяє з достатньою точністю визначити концентрацію ДМНА в пробі. Недоліками зазначеного способу є значна тривалість процесу до 24 годин, неможливість розрахувати дозу опромінення для матеріалів, що не мають територіальної адреси походження. Відомий спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок [Патент Республіки Білорусь №1999, МПК G01N33/48, 1997], що включає приготування гомогенізованої проби, відділення азотовмісних сполук, визначення концентрації нітритіонів, вимір і розрахунок дози опромінення, отриманої матеріалом проби, розрахунок концентрації C ДМНА Снітрит = (a + b А )С нітрит + g , - питома концентрація нітрит-іонів, (19) UA (11) 85636 (13) a,b, g - числові коефіцієнти, отримані на відповідних еталонах для кожного контрольованого матеріалу. C2 мг/кг; 3 85636 ДМН А, що знаходиться в пробі, за рівнем дози опромінення й концентрації нітрит-іонів. Даний спосіб дозволяє з достатньою точністю визначити концентрацію ДМНА в матеріалах проб, що мають високу концентрацію нітрит-іонів і високий рівень дози опромінення. Недоліками зазначеного способу є низька точність визначення ДМНА, пов'язана із втратою частини нітрит-іонів при підготовці проби й неможливість визначення дійсної дози опромінення продуктів, зокрема імпортних. В основу винаходу покладена технічна задача створення способу контролю азотовмісних шкідливих домішок, що дозволив би підвищити точність визначення ДМНА. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в способі контролю азотовмісних шкідливих домішок, який полягає в тім, що при його реалізації готують гомогенізовану пробу контрольованого матеріалу, виділяють із проби нітрит-іони, визначають питому концентрацію нітрит-іонів, визначають рівень радіаційного забруднення матеріалу, проводять математичну обробку результатів для розрахунку питомої концентрації ДМНА, відповідно до винаходу, вимірюють питому активність контрольованого матеріалу, у гомогенізовану пробу до виділення нітрит-іонів вводять консервант, а питому концентрацію ДМНА розраховують за формулою: СДМНА = ( α + β A)C нітрит + γ ; де А - питома активність контрольованого матеріалу, Бк/кг; Снітрит - питома концентрація нітрит-іонів, мг/кг; α, β, γ - числові коефіцієнти, отримані на відповідних еталонах для кожного контрольованого матеріалу. Виміри рівня доз опромінення різних продуктів харчування, питної води, пива, крові й т.д., проведені на гама-дозиметрах, виявляються нижче розрахованих за методиками міжнародної комісії з радіологічного захисту (МКРЗ) для тих же речовин. Ця розбіжність пояснюється тим, що дійсні дози опромінення визначаються сумарним впливом внутрішніх і зовнішніх джерел випромінювання які діяли на вимірюваний об'єкт в одному місці, а дозиметр вимірює дозу в іншому місці, тобто в інших умовах. Для розрахунку дійсних доз опромінення необхідно знати радіаційну обстановку тієї місцевості, де вироблені продукти харчування або проживає людина. Ці дані вводяться в програму розрахунку доз, затверджену МКРЗ. Відсутність таких даних або їхньої частини призводить до помилок у визначенні питомої концентрації ДМНА. Підвищення точності визначення ДМНА при малих рівнях радіаційного забруднення й невисоких значеннях питомої концентрації нітрит-іонів було досягнуто при вимірі не дози опромінення, а питомої активності контрольованого матеріалу й більш повного виділення нітрит-іонів з матеріалу проби за рахунок введення в гомогенізовану пробу консерванту. Аналіз результатів декількох років контролю м'ясо-молочних продуктів за методикою, затвердженою МЗ, що поставляють із одного району, показав, що існує розкид даних за вмістом нітрит 4 іонів у цих продуктах що істотно перевищує точність методу. Однією з причин розкиду даних щодо вмісту нітрит-іонів є властивість екстрагента (розчину оцтової кислоти) провокувати реакції ацилювання й алкілування амінів, у яких нітрит-іони «губляться», входячи до складу більш складних хімічних сполук. Іншою причиною розкиду даних є низька якість дистиляту води в деяких партіях розчинів екстрагента. Вміст іонів важких металів у них вищий припустимого. Останні є каталізаторами для процесу денатурації білків, що входять у гомогенізовану пробу. Екстрагент не може усун ути нітрит-іони з денатурованої частини білка. Наступною причиною розкиду даних щодо вмісту нітрит-іонів виявилася тривалість процесу підготовки проби до початку виділення нітрит-іонів. Чим коротший час, затрачуваний на процес підготовки проби, тим менший внесок у похибку виміру дійсної питомої концентрації нітрит-іонів від двох попередніх причин. З метою зниження величини похибки від зазначених причин й, відповідно, підвищення точності вимірів питомої концентрації нітрит-іонів у гомогенізовану пробу вводять консервант, наприклад, розчин лугу з мікродобавками розчинних солей. Луг нейтралізує дію кислоти, а розчинні солі в реакціях заміщення утворюють солі важких металів з нижчим рівнем розчинності. Підвищення точності виміру питомих концентрацій нітрит-іонів і ДМН А в різних матеріалах привело до різкого зниження розкиду даних по кожному контрольованому матеріалу. І, як наслідок, виявило властивість біоматеріалів при рівних умовах у нерівній мірі накопичувати нітрит-іони й синтезувати ДМН А. Відповідно, кожен контрольований біоматеріал має індивідуальні значення числових коефіцієнтів, що характеризують його здатність до накопичення нітрит-іонів і ДМНА. Виміри питомої концентрації ДМН А в матеріалах-еталонах при різних їх питомих активностях і при різних питомих концентраціях нітрит-іонів проводилися на приладі ТЭА-502, що реалізує прямий вимір питомої концентрації ДМН А способом, описаним у [патенті США №3996002, МПК G01N21/52, 1987]. За цими даними будувалися калібровані криві для визначення коефіцієнтів у рівняннях для розрахунку вмісту ДМН А в будь-яких пробах. Спосіб, що представлено, ґрунтується на доведеному постулаті «Будьякі окремо взяті біохімічні процеси в живому організмі строго підкоряються всім законам традиційної й фізичної хімії». Далі винахід пояснюється описом конкретної, але не обмежуючої цей винахід, схеми вимірювального комплексу. На кресленні представлена схема вимірювального комплексу. Комплекс містить аналітичні ваги 1, гомогенізатор 2, пристрій 3 консервації проби, нітритоекстрактор 4, спектрофотометр 5, бета-гама радіометр 6 та ЕОМ 7. 5 85636 Спосіб, що заявляється, реалізується при роботі вимірювального комплексу, який показано на кресленні. При цьому матеріал проби зважують на аналітичних ва гах 1, подають на гомогенізатор 2 для подрібнення, подрібнену пробу ділять на дві нерівні частини, більшу частину подають на бета-гама радіометр б для визначення активності матеріалу проби, а меншу частину направляють у пристрій 3 консервації проби, і далі, у нітритоекстрактор 4 для виділення нітрит-іонів. Розчин екстракту з нітритоекстрактора 4 поміщають у спектрофотометр 5 для визначення концентрації нітрит-іонів. Дані про активність проби й концентрації нітрит-іонів у пробі вводять в ЕОМ 7. На ЕОМ 7 дані обробляються відповідно до викладеної нижче методики й видається результат - питома концентрація ДМНА в пробі. Приклад 1 Зразки біомаси (м'ясо, молоко) після підготовки проби, що включає для м'яса різання й гомогенізацію, для обох матеріалів - введення консерва 6 нту й кислотну екстракцію, були розділені на дві приблизно рівні частини й аналізувалися за відомими методиками визначення вмісту нітрит-іонів і ДМН А в пробах. У таблиці 1 у гра фі 1 наведені порядкові номери проб 1-8 (м'ясо), 9-16 (молоко). У графі 2 наведені результати визначення питомої концентрації нітрит-іонів, отримані способом сухого відновлення. У графі 3 наведені результати визначення питомої концентрації нітрит-іонів, отримані за методикою, описаною в публікації «Пищевые продукты и продовольственное сырье. Определение нитрит-ионов спектрофотометрическим методом с применением реактива ГриссаИлосвая». Свидетельство №04.03.080/2001 Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии. У графі 4 наведені дані щодо ДМН А, розраховані цим способом, у графі 5 дані щодо ДМНА, отримані незалежним методом з термоенергетичним аналізатором, як детектор ДМНА (прилад ТЭА-502, Termoelectron Corp.) [Патент США №3996002, МПК G01 N 21/52, 1987]. Таблиця 1 № 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Концентрація нітрит-іонів, мґ/кг 2 3 0,15 0,28 0,24 0,39 0,36 0,55 0,57 0,83 0,90 1,22 1,12 1,45 1,44 1,76 1,86 2,24 0,05 0,10 0,18 0,30 0,32 0,50 0,52 0,81 0,78 1,02 1,02 1,23 1,16 1,37 1,30 1,50 Приклад 2 Зразок крові після підготовки проби, що включає введення консерванту й кислотну екстракцію, був розділений на дві рівні частини й аналізувався за відомими методиками визначення вмісту нітритіонів і ДМНА в пробах. У таблиці 2 у графі 1 наведені порядкові номери проб 1-8. У графі 2 наведені результати визначення питомої концентрації нітрит-іонів, отримані способом сухого відновлення. У графі 3 наведені результати визначення питомої Концентрація ДМН А, мґ/кг 4 5 0,0017 0,0020 0,0023 0,0025 0,0033 0,0035 0,0049 0,0050 0,0072 0,0075 0,0086 0,0087 0,0101 0,0110 0,0133 0,0140 0,00035 0,00040 0,00115 0,00120 0,00176 0,00180 0,00286 0,00300 0,00360 0,00380 0,00435 0,00440 0,00484 0,00490 0,00530 0,00540 концентрації нітрит-іонів, отримані за методикою [«Биологические объекты. Определение нитритионов спектрофотометрическим методом с применением реактива Грисса-Илосвая». Свидетельство 09.03.083/2001 Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии.]. У графі 4 наведені дані щодо ДМНА, розраховані даним способом, у графі 5 - дані щодо ДМН А, отримані способом згідно з [патентом США №3996002, МПК G01 N 21/52, 1987]. 7 85636 8 Таблиця 2 № 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Концентрація нітрит-іонів, мг/кг 2 3 0,05 0,1 0,11 0,15 0,18 0,32 0,28 0,49 0,46 0,74 0,62 0,94 0,80 1,08 1,01 1,25 Приклад 3 У таблиці 3 у графі 1 наведені порядкові номери проб 1-8 (м'ясо), 9-16 (молоко). У графі 2 наведені значення величини питомої активності Концентрація ДМН А, мг/кг 4 5 0,00023 0,00026 0,00038 0,00040 0,00078 0,00080 0,00120 0,00130 0,00170 0,00180 0,00210 0,00220 0,00240 0,00250 0,00280 0,00300 проб. У графі 3 представлені значення питомої концентрації нітрит-іонів дані щодо ДМНА залежно від питомої активності проб. Таблиця 3 № п/п 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Активність, Бк/кг 2 3 7 14 22 31 39 48 56 3 7 12 20 31 42 50 62 Приклад 4 У таблиці 4 у графі 1 наведені порядкові номери проб крові (1-8). У графі 2 наведені значення величини питомої активності проб крові. У графі 3 Концентрація ДМН А, мг/кг; концентрація нітрит-іонів 1мг/кг 3 0,0063 0,0068 0,0079 0,0090 0,0101 0,0107 0,0120 0,0128 0,0039 0,0043 0,0047 0,0055 0,0065 0,0075 0,0082 0,0093 представлені значення питомої концентрації нітрит-іонів дані щодо ДМНА залежно від питомої активності проб. Таблиця 4 № п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Активність, Бк/кг 2 3 7 10 14 18 23 29 35 Концентрація ДМН А, мг/кг; концентрація нітрит-іонів 1 мг/кг 3 0,0024 0,0026 0,0028 0,0030 0,0031 0,0034 0,0037 0,0040 9 85636 Математична обробка результатів полягає у розрахунку концентрації ДМН А за виміряною питомою концентрацією нітрит-іонів і питомою активністю проби за формулою СДМНА = (a + β А)Снітрит +γ; де А - питома активність контрольованого матеріалу, Бк/кг; Снирит - питома концентрація нітрит-іонів, мг/кг; Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 10 α, β, γ - числові коефіцієнти, отримані для кожного з контрольованих матеріалів шляхом прямого виміру ДМН А при заданих значеннях питомих концентрацій нітрит-іонів і питомої активності еталонної проби. Таким чином, пропонований спосіб контролю азотовмісних шкідливих домішок дозволяє зменшити помилку зміни питомої концентрації нітритіонів в 1,4-1,6 рази, а помилку у вимірі ДМНА в 2-3 рази. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601